KR20100021474A - 내연 기관의 흡입 시스템 진단 장치 및 진단 방법 - Google Patents

내연 기관의 흡입 시스템 진단 장치 및 진단 방법 Download PDF

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Abstract

내연 기관은 흡입 시스템(1)과 배기 가스 시스템(4)을 포함한다. 내연 기관의 배기 가스 터보차저는 흡입 시스템(1)에 배치된 압축기(42)와, 상기 압축기(42)를 구동할 목적으로 내연 기관의 배기 가스 시스템(4)에 배치된 터빈(48)을 포함한다. 흡입 시스템(1)을 진단하기 위해서, 상기 내연 기관의 기결정된 동작 상태에서 상기 압축기(42)의 차지 압력(PHS_AIC_DOWN)을 결정한다. 결정된 상기 차지 압력(PHS_AIC_DOWN)이 상기 기결정된 동작 상태에서 기결정된 기본 차지 압력(PUT_BAS)보다 더 작으면, 상기 압축기(42)의 하류에서 상기 흡입 시스템(1)의 누출이 인지된다.

Description

내연 기관의 흡입 시스템 진단 장치 및 진단 방법{DIAGNOSTIC METHOD AND DEVICE FOR DIAGNOSING AN INTAKE SYSTEM OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은 배기 가스 터보차저를 구비하는 내연 기관의 흡입관(intake tract)에 대한 진단을 수행하는 장치 및 진단 방법에 관한 것이다. 배기 가스 터보차저는 흡입관에 배치된 압축기를 포함한다. 압축기 구동 목적으로, 배기 가스 터보차저에는 배기관에 배치된 터빈이 병합된다.
규제들을 충족시키기 위해서, 자동차들이 스스로 오기능들을 탐지할 수 있도록 자동차들을 설계할 것이 자동차 제조자들에게 점점 더 요구되고 있다. 상기 오기능들은 예를 들어 자동차들 중 하나의 내연 기관에 영향을 미칠 수 있다. 그것은 예를 들어 배기 가스 터보차저를 구비하는 내연 기관의 흡입관에서의 누출이 내연 기관 자체의 제어 장치에 의해서 탐지가능해야 하는 것으로 특정될 수 있다.
본 발명의 목적은 배기 가스 터보차저를 구비하는 내연 기관의 흡입관에 대한 진단을 수행하는 장치 및 진단 방법을 생성하되, 상기 방법 및 장치는 내연 기관의 흡입관에서의 누출이 탐지될 수 있도록 하는 것이다.
이러한 목적은 독립항들의 특징들에 의해서 성취된다. 본 발명의 이로운 실시예들이 종속항들에 기재되어 있다.
본 발명은 배기 가스 터보차저를 구비하는 내연 기관의 흡입관에 대한 진단을 수행하는 장치 및 진단 방법을 특징으로 한다. 배기 가스 터보차저는 흡입관에 배치되 압축기를 포함한다. 압축기를 구동할 목적으로, 내연 기관의 배기관에 터빈이 배치된다. 내연 기관의 미리 정의된 동작 상태에서 압축기 부스기 압력이 결정된다. 미리 정의된 동작 상태에서 미리 정의된 기본 부스트 압력보다 결정된 상기 부스트 압력이 더 작으면, 압축기의 하류에서 흡입관에서의 누출이 탐지된다.
이로써 내연 기관의 동작 동안 압축기의 하류에서 흡입관에서의 누출이 탐지될 수 있게 된다. 내연 기관의 쓰로틀 밸브의 하류에서 흡입관에서의 누출을 탐지하는 방법과 연계되어, 이것은 쓰로틀 밸브의 상류에서 및 압축기의 하류에서 누출이 탐지될 수 있도록 한다. 기본 부스트 압력은, 예를 들어 전부하 동작 동안 및/또는 디쓰로틀링된 동안, 적어도 대체로(approximately) 열린 쓰로틀 밸브를 구비하고, 미리 정의된 액추에이션에 따라, 내연 기관의 터빈 바이패스 밸브의 위치를 조정하는 밸브 포지셔너의, 바람직하게는 최소 터빈 출력을 생성하는, 내연 기관의 미리 정의된 동작 동안 쓰로틀 밸브의 상류에서 및 압축기의 하류에서의 압력을 나타낸다. 미리 정의된 동작은 결함 없는 내연 기관에 대한 미리 정의된 동작 상태에 해당한다.
바람직한 일 실시예에서, 배기관은 터빈 바이패스 밸브를 구비하는 터빈 바이패스를 포함한다. 터빈 바이패스에 의해서, 터빈 바이패스 밸브의 열린 정도에 따라서 터빈 주변에 배기 가스가 우회(divert)될 수 있다. 터빈 바이패스 밸브의 위치를 조정하기 위한 밸브 포지셔너의 미리 정의된 액추에이션에 의해서 및 쓰로틀 밸브의 열림에 의해서, 내연 기관의 미리 정의된 동작 상태가 야기된다. 이것은 특히 누출을 탐지하기 위해서 부가적인 센서가 제공될 것을 요하지 아니하면서, 특히 신뢰성 있는 방식으로 누출을 탐지하는 것에 도움이 될 수 있다. 터빈 바이패스를 통해 우회된 배기 가스는 터빈 구동에 기여하지 아니한다. 밸브 포지셔너의 미리 정의된 액추에이션은 밸브 포지셔너의 연속적인 조정을 수반한다.
바람직한 다른 실시예에서, 터빈 바이패스 밸브가 열리는 정도는 힘들의 밸런스(balance)에 의존한다. 상기 힘들의 밸런스는 여는 제1 힘, 닫는 제2 힘 그리고 여는 제3 힘에 의해서 결과된다. 여는 제1 힘은 배기 가스에 의해서 터빈 바이패스 밸브에 가해진다. 닫는 제2 힘은 압력 캡슐 스프링(pressure capsule spring)에 의해서 압력 캡슐 전달 포트(pressure capsule transfer port) 또는 상부에 장착된 다이아프램(diaphragm)에 가해지는데, 이것은 밸브 포지셔너 내부에서 입력 압력 체적으로부터 대기 압력 체적을 분리한다. 제3 힘은 대기 압력 체적의 대기 압력과 입력 압력 체적의 입력 압력 간의 압력차에 의해서 생성된다. 밸브 포지셔너의 미리 정의된 액추에이션에 의해서 상기 부스트 압력이 상기 입력 압력 체적에 적용된다. 이것은 특히 간단하고 신뢰성 있는 누출 탐지 수단을 제공한다. 압력 캡슐 스프링과 다이아프램은 압력 캡슐 전달 포트에 기계적으로 링크된다. 압력 캡슐 전달 포트는 압력 캡슐 스프링과 다이아프램이 배치되는 곳에서 압력 캡슐을 터빈 바이패스 밸브에 링크한다. 따라서 압력 캡슐 스프링은 압력 캡슐 전달 포트를 통해서 터빈 바이패스 밸브에 닫는 제2 힘을 가한다.
바람직한 또 다른 실시예에서, 부스트 압력과 기본 부스트 압력이 대기 압력으로 정규화된다. 정규화된 부스트 압력과 정규화된 기본 부스트 압력의 비교 결과에 따라서 흡입관에서의 누출이 탐지된다. 이로서 특히 신뢰성 있는 누출 탐지가 가능해진다.
첨부된 도식적인 도면들을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예들을 보다 상세하게 설명한다:
도 1은 내연 기관을 나타내고,
도 2는 터빈 바이패스 밸브의 위치를 조정하는 밸브 포지셔너(valve positioner)를 나타내고,
도 3은 압축기 맵을 나타내고,
도 4는 내연 기관의 흡입관에 대한 진단을 수행하는 제1 프로그램의 순서도를 나타내고,
도 5는 내연 기관의 흡입관에 대한 진단을 수행하는 제2 프로그램의 순서도를 나타낸다.
동일한 구성 또는 기능을 가지는 요소들을 도면들에 걸쳐서 동일한 참조 부호들을 사용하여 식별하였다.
내연 기관(도 1)은 흡입관(1), 엔진 블록(2), 실린더 헤드(4)와 배기관(4)을 포함한다. 흡입관(4)에는 바람직하게는 쓰로틀 밸브(5)와 압축 공기실(plenum chamber)(6)과 엔진 블록(2)에서 흡입 포트를 통해 실린더(Z1)의 연소 챔버(9)로 이어지는 흡입 러너(7)이 병합된다. 엔진 블록(2)은 부가적으로 커넥팅 로드(10)를 통해 실린더(Z1)의 피스톤(12)에 링크되는 크랭크축(8)을 포함한다. 바람직하게는 배기관(4)에 예를 들어 3 방향 촉매 컨버터로서 구현되는 촉매 컨버터(29)가 배치된다. 실린더(Z1)에 덧붙여, 하나 또는 그 이상의 추가적인 실린더들(Z2 내지 Z4)가 제공될 수 있다. 또한, 임의의 개수의 실린더들(Z1 내지 Z4)이 제공될 수 있다.
실린더 헤드(3)는 가스 흡입 밸브들(12) 및 가스 배출 밸브들(13)인 가스 교 환 밸브들을 구비하는 밸브 장치(valve train)와 거기에 할당된 밸브 동작 기구들(14, 15)을 포함한다. 실린더 헤드(3)에는 부가적으로 분사 밸브(22)와 스파크 플러그(23)가 병합된다. 또한 내연 기관이 디젤 엔진이라면, 내연 기관은 어떤 스파크 플러그(23)도 구비하지 아니할 수 있다. 또한 대안적으로, 분사 밸브(22)는 흡입 러너(7)에 배치될 수 있다.
서로 다른 측정 변수들을 탐지하고 각각의 경우에 측정 변수의 값을 결정하는 센서들이 할당된 제어 장치(25)가 제공된다. 동작 변수들은 측정 변수들 및 상기 측정 변수들로부터 유도된 변수들을 포함한다. 하나 이상의 측정 변수들에 따라서, 제어 장치(25)는 이후에 상응하는 액추에이터들에 의해서 최종 제어 요소들을 제어하는 하나 이상의 액추에이팅 신호들로 변환되는 조작 변수들을 결정한다. 또한 제어 장치(25)는 내연 기관을 동작시키는 장치 및/또는 흡입관(1)에 대한 진단을 수행하는 장치로서도 명명될 수 있다. 액추에이팅 신호들에 따라서 내연 기관의 동작 상태가 미리 정의될 수 있다.
센서들은 가속 페달(27)의 위치를 탐지하는 페달 위치 변환기(transducer)(926)와 쓰로틀 밸브(5)의 상류에서 질량 공기 흐름을 탐지하는 질량 공기 유량계(28)와 쓰로틀 밸브(5)의 열림의 정도를 탐지하는 쓰로틀 밸브 위치 센서(30)와 쓰로틀 밸브(5)의 상류 및 압축기(42)의 하류에서 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)(도 2)을 탐지하는 부스트 압력 센서(31)와 흡입 공기 온도를 탐 지하는 온도 센서(32)와 압축 공기실(6)에서 흡입 러너 압력을 탐지하는 흡입 러너 압력 센서(34)와 이후 엔진 속도가 할당되는 크랭크축 각을 탐지하는 크랭크축 각 센서(36)이다. 덧붙여, λ 프로브(43)가 제공될 수 있는데, λ 프로브의 측정 신호는 내연 기관의 배기 가스의 공연비(air/fuel ratio)를 나타낸다.
본 발명의 실시예 변형에 따라서 전술한 센서들의 부분 집합이 제공될 수 있거나 또는 부가적인 센서들이 또한 제공될 수 있다.
최종 제어 요소들은 예를 들어 쓰로틀 밸브(5)의 위치를 조정하는 쓰로틀 밸브 포지셔너(33), 가스 흡입 밸브 및 배출 밸브(12, 13), 분사 밸브(22), 스파크 플러그(23), 압축기 바이패스 밸브(44)의 위치를 조정하는 포지셔너 및/또는 터빈 바이패스 밸브(50)의 위치를 조정하는 밸브 포지셔너(52)(도 2)이다.
쓰로틀 밸브(5)의 상류에서 및 공기 필터(38)의 하류에서 흡입관(1)에 압축기(42)가 배치된다. 압축기(42)를 따르는(following) 체적 내에 압축기(42)를 거쳐 통과하는 후레쉬 에어가 압축되지 않도록, 압축기(42)를 거쳐 통과한 후에, 압축기 바이패스 밸브(44)의 위치를 조정하는 포지셔너의 미리 정의된 액추에이션에 따라서 압축기 바이패스(40)에 의해서 압축기(42) 주변에 후레쉬 에어가 되먹임될(feed back) 수 있다.
배기 가스 터보차저는 압축기(42)와 압축기(42)를 구동할 목적으로 압축기(42)에 링크되고, 연소 챔버(9)에서의 연소 프로세스로부터의 배기 가스에 의해서 구동될 수 있도록 배기관(4)에 배치된 터빈(48)을 포함한다. 터빈 바이패스(46)를 거쳐 공급된 배기 가스가 터빈(48)을 구동하지 않도록, 터빈 바이패스(46)에 의해서 배기 가스가 터빈(48) 주변에 우회될 수 있다. 밸브 포지셔너(52)의 미리 정의된 액추에이션에 따라서 배기 가스 터빈(48)이 터빈(48) 주변에 우회된다.
터빈 바이패스 밸브(50)는 또한 웨이스트 게이트로서 명명될 수 있다. 터빈 바이패스 밸브(50)는 터빈 바이패스 밸브(50)의 위치를 조정하는 밸브 포지셔너(52)에 연결된다. 밸브 포지셔너(52)(도 2)는 바람직하게는 압력 캡슐(60), 압력 캡슐 밸브(62)과 압력 캡슐 전달 포트(70)를 포함한다. 압력 캡슐(60)은 대기 압력 체적(54)과 입력 압력 체적(56)을 포함한다. 대기 압력 체적(54)과 입력 압력 체적(56)은 다이아프램(64)에 의해서 서로로부터 분리된다. 다이아프램(64)은 바람직하게는 압력 캡슐 스프링(68) 및 압력 캡슐 전달 포트(70)에 링크된다. 압력 캡슐 밸브(62)의 위치에 따라서, 내연 기관의 대기 공기의 대기 압력(AMP) 또는 압축기(42)의 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 입력 압력 체적(56)에 적용될 수 있다. 대기 압력(AMP)은 또한 압력 캡슐(60)의 대기 압력 체적(54)에 적용된다.
내연 기관의 동작 상태에 따라서 내연 기관의 배기 가스에 의해서 제1 여는 힘이 터빈 바이패스 밸브(50)에 가해질 수 있다. 여기서 연다는 것은, 터빈 바이패스 밸브(50)가 열리는 방향으로 터빈 바이패스 밸브(50)에 힘이 가해짐을 의미한다.
바람직하게는 그 스프링 힘이 입력 압력 체적(56)을 가능한 작게 유지하도록 그리고 압력 캡슐 전달 포트(70)를 통해서 터빈 바이패스 밸브(50)의 닫힘 방향으로 터빈 바이패스 밸브(50)에 닫는 제2 힘을 가하도록, 압력 캡슐 스프링(68)이 배치된다.
압력 캡슐 밸브(62)가, 대기 압력(AMP)이 입력 압력 체적(56)에 적용되고 밸브 포지셔너(52)의 정상 위치를 나타내는 그 정상 위치에 있으면, 입력 압력 체적(56) 및 대기 압력 체적(54)에서 대기 압력(AMP)이 얻어진다. 따라서, 압력 캡슐(60)에서의 압력 때문에 다이아프램(64)에 어떤 힘도 가해지지 않는다.
압력 캡슐 밸브(62)가, 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 입력 압력 체적(56)에 적용되고 밸브 포지셔너(52)의 미리 정의된 액추에이션을 나타내는 미리 정의된 위치에 있으면, 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 입력 압력 체적(56)에 적용된다. 내연 기관의 결함 없는 동작 동안 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 대기 압력(AMP)보다 더 크기 때문에, 대기 압력(AMP)과 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN) 간의 압력 차(PRS_DIF_WG_ACR)가 압력 캡슐(60)에 생성된다. 입력 압력 체적(56)이 팽창되고 압력 캡슐 스프링(68)이 압축되고 그리고 압력 캡슐 전달 포트(70)에 힘이 가해져서, 그 결과 압력 캡슐 전달 포트(70)가 터빈 바이패스 밸브(50)에 여는 제3 힘을 가하되, 상기 터빈 바이패스 밸브(50)를 여는 방향으로 상기 힘이 가해지도록, 상기 압력 차(PRS_DIF_WG_ACR)가 다이아프램(64)에 여는 제3 힘을 제공한다.
정상 위치에서, 대기 압력(AMP)이 입력 압력 체적(56)에 적용되도록 압력 캡슐 밸브(62)가 설정된다. 따라서, 정상 위치에서, 터빈 바이패스 밸브(50)에는 단지 여는 제1 힘과 닫는 제2 힘만이 가해진다. 이로써, 충분히 높게 설계된 스프링 경도(spring stiffness)를 선택함에 의해서, 압력 캡슐 밸브(62)의 정상 위치에서 터빈 바이패스 밸브(50)가 닫힌다. 터빈 바이패스 밸브(50)가 닫히는 결과, 모든 배기 가스가 터빈(48)을 거쳐 지나고 터빈(48)을 구동한다. 터빈(48)은, 압축기 바이패스 밸브(44)가 닫힌 채로, 압축기(42)의 하류에서 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)을 축적하는 압축기(42)를 구동한다. 예를 들어 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)은 내연 기관 출력 및/또는 효율을 증가시키는 데에 도움이 될 수 있다.
압력 캡슐 밸브(62)가 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 입력 압력 체적(56)에 적용되는 미리 정의된 위치에 있으면, 터빈 바이패스 밸브(50)에 작용하는 세 개의 힘들로부터의 힘들의 밸런스가 여는 제3 힘 쪽으로 치우쳐 쉬프트되자마자, 터빈 바이패스 밸브(50)가 열린다. 다시 말해서, 배기 가스에 의해서 터빈 바이패스 밸 브(50)에 작용하는 힘에 의해 감소되는 다이아프램(64)에 작용하는 압력 캡슐 스프링(68)의 힘보다 다이아프램(64)에 작용하는 압력차(PRS_DIF_WG_ACR) 때문에, 여는 제3 힘이 더 커지자마자, 터빈 바이패스 밸브(50)가 열린다.
터빈 바이패스 밸브(50)가 그 닫힌 위치로부터 움직이자마자 배기 가스는 터빈 바이패스(46)에 의해서 터빈(48) 주변에 우회한다. 이것은 터빈(48)의 속도 감소와 이로써 압축기(42)의 속도 감소를 결과한다. 따라서, 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 또한 떨어진다. 이것은 압력차(PRS_DIF_WG_ACR)의 감소를 가져오고, 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 입력 압력 체적(56)에 작용하는 짧은 시구간 후에, 터빈 바이패스 밸브(50)의 닫힘을 야기한다. 이로써 압력차(PRS_DIF_WG_ACR)가 다시 축적되게 된다.
따라서 내연 기관의 결함 없는 동작 동안, 밸브 포지셔너(52)가, 특히 압력 캡슐 밸브(62)가 미리 정의된 위치에 있으면, 터빈 바이패스 밸브(50)에 작용하는 세 개의 힘들 사이에 동적 평형이 발생한다. 터빈 바이패스 밸브(50)의 미리 정의된 열린 정도에 의해서 마찬가지로 동적 평형이 발생한다. 여기서, 동적 평형이란, 압력차(PRS_DIF_WG_ACR)와 터빈 바이패스 밸브(50)의 열린 정도가 반드시 같은 절대값을 가질 필요는 없을지라도, 고정된 일정한 값 중심으로 다소 변동(oscillation)될 수 있음을 의미한다.
이러한 동적 평형들 때문에, 특히 압력 캡슐 스프링(68)의 힘과 배기 가스 압력의 힘 때문에, 압력 캡슐 밸브(62)의 위치와 무관하게 압축기(42)는 기본적으로 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)을 축적한다.
바람직하게는 쓰로틀 밸브(5)에 의해서 흡입되는(sucked-in) 후레쉬 에어의 쓰로틀링이 최소가 되도록 쓰로틀 밸브 포지셔너(33)가 트리거링되는 내연 기관의 동작 동안, 연소 챔버(9)를 통해서 흡입된 공기의 유량은 압축기(42)를 통한 체적 유량(VOL_FLOW_CHA_RED)(도 3)에 상응한다. 따라서 압축기(42)를 통한 체적 유량(VOL_FLOW_CHA_RED)은 내연 기관의 속도에 의존한다.
기본 부스트 압력(PUT_BAS)은 밸브 포지셔너(52)의 미리 정의된 액추에이션을 구비하는 채로 그리고 디쓰로팅된 동작 동안 압축기(42)가 축적하는 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이다. 따라서 기본 부스트 압력(PUT_BAS)은 또한 압축기(42)를 통한 유량(VOL_FLOW_CHA_RED) 및 내연 기관의 속도에 의존한다. 기본 부스트 압력(PUT_BAS)이 대기 압력(AMP)으로 정규화되고 그리고 정규화된 기본 부스트 압력(PUT_BAS_STAD)이 압축기(42)를 거치는 유량(VOL_FLOW_CHA_RED)에 대하여 작성되면, 압축기 맵에서 직선이 얻어진다(도 3).
바람직하게는 내연 기관이 전부하(full load)로 동작되고 밸브 포지셔너(52)가 미리 정의된 방식으로 트리거링되는 미리 정의된 동작 상태에서, 예를 들어 부 스트 압력 센서(31)을 사용하여 이제 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 결정되면, 그리고 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 대기 압력(AMP)으로 정규화되고 압축기 맵에 있어서 정규화된 부스트 압력(PQ_CHA)이 정규화된 기본 부스트 압력(PUT_BAS_STAD)보다 아래이면, 이것은 압축기(42)의 하류에서 및 가스 흡입 밸브(12)의 상류에서 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 너무 낮다는 것을 가리킨다. 그러면 과도하게 낮은 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)은 압축기(42)의 하류에서 흡입관(1)으로부터의 원치않는 공기의 질량 흐름을 야기한다. 흡입관(1)으로부터의 원치않는 질량 공기 흐름은 단지 누출에 기인하여 흡입관(1)을 떠날 수 있다(leave).
또한 정규화된 기본 부스트 압력(PUT_BAS_STAD) 및 정규화된 부스트 압력(PQ_CHA)을 대체하여, 기본 부스트 압력(PUT_BAS) 및 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 압축기 맵에 작성될 수 있다.
흡입관(1)에 대한 진단을 수행하는 제1 프로그램이 바람직하게는 제어 장치(25)의 저장 매체에 저장된다. 제1 프로그램은 바람직하게는, 필요하다면 변수들이 초기화되는, 단계 S1(도 4)으로 시작된다.
단계 S2에서, 바람직하게는 부스트 압력 센서(31)를 사용하여, 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 결정된다. 대안적으로, 흡입 러너 채움 모델에 의해서 측정된흡입 러너 압력으로부터 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 결정될 수 있다. 예를 들어, 흡입 러너 채움 모델을 기초로 하여, 적어도 하나의 측정 변수들에 따라서 예 를 들어 쓰로틀 밸브(5)의 열리느 정도에 따라서 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 결정될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 쓰로틀 밸브(5)의 열리는 정도에 따라서 연소 챔버(9) 내로의 공기 유동을 결정하기 위해서 흡입 러너 모델이 사용된다.
단계 S3에서, 바람직하게는 압축기 맵에 의해서, 결정된 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 기본 부스트 압력(PUT_BAS)보다 더 작은지를 체크한다. 단계 S3의 조건이 충족되면, 프로세스는 단계 S4로 계속된다. 단계 S3의 조건이 충족되지 아니하면, 프로세스는 단계 S2로 계속된다.
단계 S4에서, 압축기(42)의 하류에서 흡입관(1)에서의 누출을 나타내는 에러 메시지(ERROR)가 생성된다. 전형적으로 내연 기관이 배치되는 자동차의 운전자에게 에러 메시지(ERROR)가 통지될 수 있거나 및/또는 제어 장치(25)의 에러 메모리에서 에러 진입(error entry)이 야기될 수 있다.
제1 프로그램은 단계 S5로 종료될 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 흡입관(1)에 대한 진단을 수행하는 제2 프로그램이 제어 장치(25)의 저장 매체에 저장된다.
제2 프로그램은 바람직하게는 필요하다면 변수들이 초기화되는, 단계 S6(도 5)으로 시작된다.
단계 S7에서, 내연 기관이 디쓰로틀링된 모드 및/또는 전부하 모드에서 동작하도록 쓰로틀 밸브 포지셔너(33)에 대한 액추에이팅 신호(SIG_THR_ACR)가 생성된 다.
단계 S8에서, 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 입력 압력 체적(56)에 적용되는 미리 정의된 위치에 밸브 포지셔너(52), 특히 압력 캡슐 밸브(62)가 두어지도록, 밸브 포지셔너(52)에 대한 액추에이팅 신호(SIG_WG_ACR)가 생성된다. 따라서 이제 내연 기관은 내연 기관의 결함 없는 동작 동안 기본 부스트 압력(PUT_BAS)이 결정될 수 있는 미리 정의된 동작 상태에 있게 된다.
단계 S9에서, 제1 프로그램의 단계 S2에 상응하는 방식으로 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)이 결정된다.
단계 S10에서, 바람직하게는 단계 S10에 특정된 연산 규칙에 의해서, 대기 압력(AMP)에 따라서 및 공기 필터(38)를 거치는 동안의 압력 강하(PRS_FIL)에 따라서 공기 필터(38)의 하류에서 및 압축기(42)의 상류에서 압력(PHS_AIC_DOWN)이 결정된다. 비록 상응하는 센서를 사용하여 공기 필터(38)의 하류에서의 압력(PHS_AIC_DOWN)이 결정될 수 있지만, 바람직하게는 모델 연산 또는 맵에 의해서 공기 필터(38)의 하류에서의 압력(PHS_AIC_DOWN)이 결정된다. 바람직하게는 맵 및 가능하게는 다른 맵들 그리고 모델 연산 및 가능하게는 다른 모델 연산들이 결정될 수 있고, 또는 정확히는 엔진 테스트 블록에 작성될 수 있다. 모델 연산은 예를 들어 흡입 러너 채움 모델을 포함할 수 있다.
단계 S11에서, 바람직하게는 단계 S11에서 특정된 연산 규칙에 의해서, 공기 필터(38)의 하류에서의 압력(PHS_AIC_DOWN)에 따라서 그리고 압축기(42)의 하류에서의 부스트 압력(PHS_CHA_DOWN)에 따라서 정규화된 기본 부스트 압 력(PUT_BAS_STAD)이 결정된다.
단계 S12에서, 바람직하게는 단계 S12에서 특정된 연산 규칙에 의해서, 기본 부스트 압력(PUT_BAS) 및 대기 압력(AMP)에 따라서 정규화된 기본 부스트 압력(PUT_BAS_STAD)이 결정된다.
단계 S13에서, 바람직하게는 압축기 맵에 의해서, 정규화된 부스트 압력(PQ_CHA)이 정규화된 기본 부스트 압력(PUT_BAS_STAD)보다 더 작은지를 체크한다. 단계 S13의 조건이 충족되면, 프로세스는 단계 S14로 계속된다. 단계 S13의 조건이 충족되지 아니하면, 프로세스는 단계 S9으로 계속된다.
단계 S14에서, 제1 프로그램의 단계 S4에 따라서 에러 메시지(ERROR)가 생성된다.
단계 S15에서, 제2 프로그램이 종료될 수 있다.
바람직하게는 제1 및/또는 제2 프로그램은 내연 기관의 동작 동안 규칙적으로 실행된다. 덧붙여, 제1 및/또는 제2 프로그램은 흡입관(1)에 대한 진단을 수행하는 하나 이상의 다른 프로그램에 링크되는데, 여기서 다른 프로그램에 의해서 쓰로틀 밸브(5)의 하류에서 흡입관(1)에서의 누출이 탐지될 수 있다. 이것은 압축기(42)의 하류에서 및 쓰로틀 밸브(5)의 상류에서 누출이 탐지될 수 있도록 한다. 부가적인 프로그램이 예를 들어 흡입 러너 채움 모델의 타당성 체크 및/또는 분석을 기초로 할 수 있다.
본 발명은 개시된 예시적인 실시예들에 제한되지 아니한다. 예를 들어, 밸브 포지셔너(52)를 대체하여, 터빈 바이패스 밸브(50)의 위치를 조정하는 다른 최종 제어 요소가 제공될 수 있다. 덧붙여 제1 및/또는 제2 프로그램은 다른 프로그램으로 구현될 수 있거나 및/또는 서브루틴들(subroutines)로 다시 나누어질 수 있다.

Claims (5)

  1. 흡입관(1)에 배치된 압축기(42)와, 상기 압축기(42)를 구동할 목적으로 내연 기관의 배기관(4)에 배치된 터빈(48)을 포함하는 배기 가스 터보차저를 구비하는 내연 기관의 흡입관(1)에 대한 진단을 수행하는 진단 방법으로서,
    상기 내연 기관의 미리 정의된 동작 상태에서 상기 압축기(42)의 부스트 압력(PHS_AIC_DOWN)을 결정하고, 그리고
    결정된 상기 부스트 압력(PHS_AIC_DOWN)이 상기 미리 정의된 동작 상태에서 미리 정의된 기본 부스트 압력(PUT_BAS)보다 더 작으면, 상기 압축기(42)의 하류에서 상기 흡입관(1)에서의 누출이 탐지되는,
    내연 기관의 흡입관에 대한 진단을 수행하는 진단 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 배기관(4)에는 터빈 바이패스 밸브(50)를 구비하는 터빈 바이패스(46)가 병합되되, 상기 터빈 바이패스에 의해서 상기 터빈 바이패스 밸브(50)의 열린 정도에 따라서 상기 터빈(48) 주변에 배기 가스가 우회(divert)될 수 있고, 그리고
    상기 터빈 바이패스 밸브(50)의 위치를 조정하기 위한 밸브 포지셔너(52)의 미리 정의된 액추에이션에 의해서 및 쓰로틀 밸브(5)의 열림에 의해서, 상기 내연 기관의 상기 미리 정의된 동작 상태가 야기되는,
    내연 기관의 흡입관에 대한 진단을 수행하는 진단 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    - 상기 터빈 바이패스 밸브(50)가 열리는 정도는 힘들의 밸런스(balance)에 의존하되, 상기 힘들의 밸런스는, 상기 배기 가스가 상기 터빈 바이패스 밸브(50)에 가하는 여는 제1 힘과, 상기 밸브 포지셔너(52)의 내부에서 입력 압력 체적(56)으로부터 대기 압력 체적(54)을 분리하는, 상부에 장착된 다이아프램(diaphragm)(64) 또는 압력 캡슐 전달 포트(pressure capsule transfer port)(70)에 압력 캡슐 스프링(68)이 가하는 닫는 제2 힘과, 그리고 상기 대기 압력 체적(54)의 대기 압력(AMP)과 상기 입력 압력 체적(56)의 입력 압력 간의 압력차(PRS_DIF_WG_ACR)에 의해서 생성되는 여는 제3 힘에 의해서 결과되고,
    - 상기 밸브 포지셔너(52)의 미리 정의된 액추에이션 동안 상기 부스트 압력(PHS_AIC_DOWN)이 상기 입력 압력 체적(56)에 적용되는,
    내연 기관의 흡입관에 대한 진단을 수행하는 진단 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 부스트 압력(PHS_AIC_DOWN)과 상기 기본 부스트 압력(PUT_BAS)이 대기 압력(AMP)으로 정규화되고(normalize) 그리고
    정규화된 부스트 압력(PQ_CHA)과 정규화된 기본 부스트 압력(PUT_BAS_STND)의 비교 결과에 따라서 상기 흡입관(1)에서의 누출이 탐지되는,
    내연 기관의 흡입관에 대한 진단을 수행하는 진단 방법.
  5. 흡입관(1)에 배치된 압축기(42)와, 상기 압축기(42)를 구동할 목적으로 내연 기관의 배기관(4)에 배치된 터빈(48)을 포함하는 배기 가스 터보차저를 구비하는 내연 기관의 흡입관(1)에 대한 진단을 수행하는 장치로서,
    상기 내연 기관의 미리 정의된 동작 상태에서 상기 압축기(42)의 부스트 압력(PHS_AIC_DOWN)을 결정하고, 그리고
    결정된 상기 부스트 압력(PHS_AIC_DOWN)이 상기 미리 정의된 동작 상태에서 미리 정의된 기본 부스트 압력(PUT_BAS)보다 더 작으면, 상기 압축기(42)의 하류에서 상기 흡입관(1)에서의 누출이 탐지되도록 이루어지는,
    내연 기관의 흡입관에 대한 진단 수행 장치.
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